Das Gesamtvorhaben SmartAQnet integriert Daten unterschiedlicher Herkunft und Qualität zu einem dynamischen Netzwerk an Messungen zur Luftqualität über die gesamte Fläche einer Stadt, im Projekt die Stadt Augsburg. Im Teilprojekt des Instituts für Geographie der Universität Augsburg wird die erzeugte Messpunktwolke durch mobile Messungen verdichtet und erweitert um dreidimensionale Messungen der Aerosolverteilung in Luftschichten oberhalb des Stadtkörpers mittels unbemannter Luftfahrtsysteme (UAS). Dies erlaubt die geostatistische Verbesserung des bodengestützten Datenkollektivs sowie eine Fehlerschätzung und Plausibilitätsprüfung. Hiervon profitieren Informationsdienste zur Aerosolverteilung, wie eine experimentelle Kurzfristvorhersage der Luftqualität sowie die Implementierungen einer nach Luftqualitätskriterien optimierten Verkehrsroutingapplikation, die als Anwendungsprototyp entwickelt wird. I.) Entwicklung mobiler und insbesondere luftgestützter Messplattformen II.) Operationelle Messflüge an einem Standort mehrmals in der Woche über drei Jahre hinweg und Validierung der in-situ-Messungen mittels Ceilometer zur Erfassung der zeitlichen Variabilität III.) 12 Intensivmesskampagnen mit parallel stattfindenden Messflügen und Mobilemessfahrten im gesamten Stadtgebiet zur Erfassung der räumlichen Variabilität der Aerosolverteilung IV.) Geostatistische Modellierung und Analyse des Gesamtdatenkollektivs zur Qualitätsoptimierung und zum Einsatz in Prädiktion und Verkehrsrouting
Die zentrale Idee des Projektes ist es, innovative und nachhaltige Ansätze und Technologien im Bereich Verkehrsmanagement für die Metropol-Region Kairo zu entwickeln und exemplarisch umzusetzen. Kern der technologischen Entwicklung bildet ein auf Floating Car Data (FCD) basiertes Verkehrsinformationsportal, das neben der Verkehrslage und Prognose auch Hotspot Analysen basierend auf der DLR-Traffic-Performance-Index (TPI) Technologie bietet. Die Entwicklung und Umsetzung der modernen Verkehrsmanagementkonzepte wird möglichst eng an den lokalen, kulturellen und technologischen Gegebenheiten ausgerichtet. Die lokalen Rahmenbedingungen werden analysiert und neben den technologischen Lösungen wird auch Capacity Building (insb. für Nachwuchswissenschaftler) ermöglicht. ENFUMA bildet die Grundlage für die Ausbreitung auf ganz Kairo und andere afrikanische Städte.
Das Forschungsprojekt E-MOTION hat das Ziel, die Mobilität im motorisierten Personen- und Güterverkehr in Deutschland energieeffizienter zu gestalten. Wir betrachten exemplarisch die beiden Transportwege Luft- und Schienenverkehr. Mathematische Analyse und Optimierung maßgeblicher Planungsschritte liefern die Werkzeuge, um die Energieeffizienz der beiden Verkehrsträger zu untersuchen und vor allem innerhalb eines Verkehrsträgers, aber auch in der Vernetzung mit anderen Verkehrsträgern, Potenziale zu erkennen und auszuschöpfen. E-MOTION zielt auf eine optimierte Flugroutenwahl zur Minimierung von Treibstoffverbrauch und Emissionen im Luftverkehr und ein optimales Energiemanagement im Schienenverkehr. Für letzteren wird durch optimiertes Routing und eine optimierte Betriebsplanung eine deutliche Reduktion von Energieverbrauch und -kosten ermöglicht. Zudem untersuchen wir den optimalen Ausbau der Umschlagkapazitäten von Gütern auf die Schiene. Im Teilprojekt 'Robuste Energiespitzenminimierung im Betriebsplanentwurf' werden die zeitlichen Freiheitsgrade bei der Betriebsplanung dazu genutzt, Spitzenenergielasten in den elektrischen Teilnetzen zu minimieren. Dies erlaubt eine deutliche Reduktion der notwendigen Reserveenergie, die für einen großen Teil der Energiekosten verantwortlich ist, und führt zu einer Stabilisierung der elektrischen Energieversorgung. Beginnend mit einer Anforderungsanalyse bei den beteiligten Industriepartnern werden Modelle und Lösungsalgorithmen für im Verbund auftretenden komplexen Probleme entwickelt. Im besonderen Fokus steht die gemeinsame Entwicklung von adaptiven Aggregationstechniken für die untersuchten Optimierungsmodelle. Dies ermöglicht bessere Lösungen innerhalb kürzerer Zeit, da die Problemkomplexität deutlich reduziert wird. Die extrem hochdimensionale Betriebsplanung profitiert hier vor allem von einer Aggregation der zeitlichen Dimension. Dies wird verbunden mit neuen Konzepten der Robusten Optimierung im Energiekontext.
Das Forschungsprojekt E-MOTION hat das Ziel, die Mobilität im motorisierten Personen- und Güterverkehr in Deutschland energieeffizienter zu gestalten. Wir betrachten exemplarisch die beiden Transportwege Luft- und Schienenverkehr. Im Teilprojekt 'Energieeffiziente Netzplanung für den kombinierten Verkehr' soll das kombinierte Schienen-Straßen-Verkehrsnetz unter dem Aspekt der Energieeffizienz geplant werden. Durch die zusätzliche Verkürzung von Transportzeiten und ausreichend Kapazitäten kann dieser Bereich für den Güterverkehr attraktiver gestaltet werden. Hierfür ist es notwendig Vernetzungen zwischen den Verkehrsträgern Schiene und Straße zu betrachten um Potentiale zu erkennen und auszuschöpfen. Beginnend mit einer Anforderungsanalyse bei den beteiligten Industriepartnern werden Modelle und Lösungsalgorithmen für im Verbund auftretenden komplexen Probleme entwickelt.
Derzeit fliegen die großen Passagier-und Frachtflugzeuge nicht völlig frei durch den dreidimensionalen Raum. Die Routen folgen einem rund um den Globus liegenden imaginären Luftstraßennetz (air travel network, ATN). Das Abfliegen von ATN-Routen hat den Nachteil, dass manchmal von der best-möglichen Route abgewichen werden muss, was zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führt. Eine recht neue Idee, die dadurch entstehenden Kosten und Umweltbelastungen zu reduzieren, ist die Wahl von Freeflight-Routen, die sich nicht an vorgegebenen ATN-Routen orientieren. Allerdings sind die kürzesten (Großkreis-) Verbindungen nicht unbedingt die besten. Die Haupthindernisse sind gesperrte Lufträume, Witterungsbedingungen (Wind, Temperatur), pro Nation variierende Überflugkosten und weitere Sicherheitsvorschriften (ETOPS). Um eine unter diesen Randbedingungen optimale Flugbahn zu berechnen, formulieren wir das Problem als diskret-kontinuierliches Optimierungsproblem. Wir diskretisieren die Newton'schen Bewegungsgleichungen und suchen mit Hilfe von gemischt-ganzzahligen linearen Löser nach optimalen Trajektorien.
Hauptziel des Vorhabens ist die Einführung elektrisch angetriebener und hybrider Nutzfahrzeuge im innerstädtischen Güterverkehr zur wirtschaftlichen, verkehrseffizienten und ökologischen Gestaltung der Belieferungsprozesse. Mit der Neugestaltung logistik-gerechter e-Fahrzeugkonzepte, dem Aufbau eines verkehrsreduzierenden Sammel- und Verteilsystem auf e-Fahrzeug-Basis, so wie der Schaffung eines ordnungsrechtlichen Rahmens zum Betrieb des neuen Logistiksystems soll im Einzelnen erreicht werden: Reduktion der Transaktionszeiten vom Depot zum Empfänger. Halbierung der Haltezeiten der Zustellfahrzeuge durch Containerisierung von Teilprozessen mit Modul-Ladungsträgern. Definition des 'optimalen Stadtbelieferungsfahrzeugs' (Struktur, Leichtbau, Antrieb, Containersystem) durch praktische Erprobung der Konzeptfahrzeuge durch die Logistik-Partner. Schaffung eines neuen Logistikkonzeptes 'DisLog' für den effizienten, ressourcenschonenden e-Fahrzeugeinsatz. Die Projektpartner erarbeiten zunächst ein abgestimmtes Lastenheft zum Logistikkonzept, den Fahrzeugkonzepten, der Ladeinfrastruktur, den Erprobungsszenarien und den Indikatoren zur Versuchsbewertung. Darauf aufbauend werden logistik- und handhabungsgerechte Fahrzeugkonzepte mit elektrisch angetriebenen Basisfahrzeugen im Nutzlastbereich von 0,5t bis 6,5t entwickelt, prototypisch aufgebaut und in der Verteilung und Versorgung städtischer Wohn- und Geschäftsbereiche erprobt und durch systematische Indikatorenerhebung bewertet.
Das Hauptziel des Vorhabens ist die Einführung elektrisch angetriebener und hybrider Nutzfahrzeuge im innerstädtischen Güterverkehr zur wirtschaftlichen, verkehrseffizienten und ökologischen Gestaltung der Belieferungsprozesse. Mit der Neugestaltung logistik-gerechter e-Fahrzeugkonzepte, dem Aufbau eines verkehrsreduzierenden Sammel- und Verteilsystem auf e-Fahrzeug-Basis, so wie der Schaffung eines ordnungsrechtlichen Rahmens zum Betrieb des neuen Logistiksystems soll im Einzelnen erreicht werden: Die Reduktion der Transaktionszeiten vom Depot zum Empfänger; Die Halbierung der Haltezeiten der Zustellfahrzeuge durch Containerisierung von Teilprozessen mit Modul-Ladungsträgern; Die Definition des optimalen Stadtbelieferungsfahrzeugs (Struktur, Leichtbau, Antrieb, Containersystem) durch praktische Erprobung der Konzeptfahrzeuge durch die Logistik-Partner; Schaffung eines neuen Logistikkonzeptes DisLog für den effizienten, ressourcenschonenden e-Fahrzeugeinsatz. Die Projektpartner erarbeiten ein abgestimmtes Lastenheft zum Logistikkonzept, den Fahrzeugkonzepten, der Ladeinfrastruktur, den Erprobungsszenarien und den Indikatoren zur Versuchsbewertung. Darauf aufbauend werden logistik- und handhabungsgerechte Fahrzeugkonzepte mit elektrisch angetriebenen Basisfahrzeugen im Nutzlastbereich von 0,5t bis 6,5t entwickelt, prototypisch aufgebaut, in der Verteilung und Versorgung städtischer Wohn- und Geschäftsbereiche erprobt und durch systematische Indikatorenerhebung bewertet.
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| Förderprogramm | 44 |
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